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根據愛因斯坦的相對論,達到光速的物體質量無窮大,那麼光本身質量無窮大嗎?
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  • 1 # 高個兒12

    應該說“有靜質量的物體”速度接近光速時質量趨近無窮大。

    光子不存在靜質量,所以可以到達光速。實際上,光子在產生的時候就以光速執行,它是高維時空的震動在四維時空的投影。

  • 2 # 溫情憶鴻

    光是電磁波,是交變電場與磁場的能量傳播,波同時具有粒子性,具有粒子的性質,也稱″光孑″,它是一種帶著能量的獨特粒子,遵守量子規律,以光速運動,沒有幾何外形,它的靜止接近為零,非常微小,所以,光孑的運動質量並不是無窮大。光孑的外形模型始終不得而知,連愛因斯坦當年也無法回答。光子的確是存在的能量粒孑,兩光孑對撞產生一對正電子和電孑,已得到實驗證實。

  • 3 # 科學探秘頻道

    當然不是,光子沒有靜質量(靜質量為0),所以,光子可以以光速運動,而不必像其它物質一樣,一旦速度達到光速,質量就會變大無窮大。

    根據質能定律:E=mc2;另一方面,光子又是一種電磁波,其能量還可以表述為:E=hv。從而得出m=hv/c2,這裡的質量為光子的相對論質量。其它物質的相對論質量計算公式如下:

    其中,M是相對論質量,m是靜止質量。在低速時,由於1-(v/c)2無限趨近於1,因此相對論治療M等於物質的靜質量m,但是,如果在高速運動時,1-(v/c)2就會遠遠小於1,從而導致相對論質量M增大。並且,速度約接近光速,相對論質量M越大,特別是無限接近光速時,相對論質量M也變得無窮大了。

    這個公式並不適用於光子,因為光子靜質量為0,而式子中分母也為0,所以此式子無意義,不會匯出光子質量無窮大的悖論。

    不過,學過極限的人都知道,如果靜質量m也無窮小,即便1-(v/c)2也無窮小,此式子仍然有意義,並且如果它們同階的話,其比值將是一個常數。所以,有科學家提出,光子的靜質量可能並不為0,而是一個非常非常小的值,這樣,按照上述公式計算出來的相對論質量也不會無窮大,而是有一個界限。

    甚至有學者測出光子的靜質量上限為:1.5×10-55kg。即便是電子(其質量為:9.1×10-31kg),由於質量很小,達到十分接近光速時,其質量也不會變的很大。比如按照上面的公式計算,即便電子速度達到光速的0.999999999倍,其質量也不過是2×10-26kg,仍然小的可以忽略不計。所以,如果光子靜質量真的很小,或許並不違反相對論質量公式。

    當然了,主流科學界還是普遍接受光子靜質量嚴格為0的說法。因為如果不為0,庫侖定律、麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都會出現問題。但是,畢竟光子靜質量為0一直只是一個假設,要想證明光子靜質量嚴格為0,還需要我們繼續努力。

  • 4 # 慶140011251

    根據相對論,靜止質量不為零的物體不可能達到光速,相反,能達到光速的物體其靜止質量必為零。光子無靜質量,但其相對論質量是一個有限值,大小與光子的頻率有關。

  • 5 # 民工站在愛因斯坦肩上

    光達到光速,這個說法本身就不嚴謹。為什麼?你自己好好想一想。

    基本粒子的質量越小運動速度越接近光速,這說明粒子的運動速度確實與質量有關。光子的“靜止”質量為零這只是數學公式推導的結果。沒有人能解釋“靜止”質量為零的光子意味著什麼,我來告訴大家,靜止質量為零意味著光子沒有引力質量,說白了就是光子根本就不是粒子!根據粒子的特性,任一粒子的速度達到“靜止”狀態,其質量不是為零,而是無窮大!

    正常的粒子速度接近光速或接近靜止,其質量都趨向無窮大,所以粒子速度會根據自身的質量和周圍環境選擇一個合適的速度執行下去,其速度變化非常小,除非在外力的干擾下。

    按數學公式推理,光子的靜止質量為零,這說明光子沒有引力質量。光子達到自身的光速根本就不需要藉助外力,這說明光子沒有慣性質量。準確的說光子一產生就是光速,沒有加速過程,根本就沒有慣性質量。

    一個既無引力質量,又無慣性質量的“光子”它還是粒子嗎???

    不是!——光不是粒子!!!

    光不是粒子,我們當然不能用粒子的物理特性來研究光,所以本題的答案是,光以光速運動,其本身卻沒有質量。

  • 6 # 科學與歷史愛好者

    要回答這個問題,就要涉及到光的基本定義和光的本質問題,我們不防從基礎的概念入手,用最簡潔的語言來回答這個問題,不需要用那些繁瑣的公式來推導演示。

    首先,何為光,光的定義:物理學上指能在一定波長範圍內的電磁波(包括可見光,紫外線,紅外線,X射線等不可見光)的物體,這就是光的簡潔定義。

    關於光的本質問題,物理學上一直都在爭論,爭了幾個世紀,後來由愛因斯坦證明光既是一種粒子也是一種波,即“光的波粒二象性”。但是歷史上關於光的本質曾提出過三種假說:

    1.粒子說:粒子說主要由牛頓等人所提倡的,光是沿著直線傳播,是一種高速粒子。

    2.波動說:因為光的衍射和干涉現象的發現和證實,並被大多數人所接受,惠更斯創立的光的波動學說也就興起了。後來又被證實光不僅是波而且還是電磁波的一種。

    3.波粒二象性:愛因斯坦的光電效應和康普頓效應直接有效的證明了光的粒子說。但光的確具有衍射和干涉現象的存在,所以光的波粒二象性也就誕生了。

    下面回答問題:既然光達到了光速,是不是意味著光的質量無窮大?

    這個顯然是錯誤的。在物理學上最初測出光的速度是299792.458km/s.光速是光的自然屬性之一,最初定義光的靜止質量是0.但是光是有質量的,我們可以簡單的分析一下,其一,光是一種粒子已經被證明,既然是粒子,肯定會有質量,即使再小,甚至小到忽略不計的地步,它都是有質量上限的,不可能為零。其二,愛因斯坦的廣義相對論證明光經過大質量天體時會發生光的偏折,即光在經過引力場時會被引力彎曲,因為有質量所以才會被吸引彎曲,一個沒有質量的物質是不會與引力場發生作用的。由此證明光是有質量的。

    光不僅有質量,而且質量不為零,因為光始終都在執行著的,光若是靜止速度為零,自然也就沒有質量了,但是顯然光本身不是靜止的,也就是說,光不像其他靜止物體一樣從靜止開始加速到光速的,光速只是光的自然屬性而已,故不存在光達到光速時,光的質量就增加到無窮大。這種問題問的就是帶有矛盾的。

  • 7 # 周思夢翔

    光達到了光速,也不是質量的無窮大。這是由於一來光不是一個質量概念,以質量形式存在的光是不存在的,所以就更不存在質量無窮大的光。光的存在,只是能量傳播的速度達到了光速的運動存在。

    但在理論上,由於光從根本上說是由物質轉化而來的,那麼產生光的發光源物質,在發出光後,從理論上講它的質量是在減少的。而它減少的這些相應的物質,正好轉變為了光的能量。根據質能轉換公式E=mC2,可以看出理論上即是當發光源的物質M=m時,就是說即是所有發光源的物質都轉換成了光,最多也就是發光源的物質全部消失。由於發光源的物質總是小於無限大,而平常情況下m總是與M(發光源總物質)相比總是非常微小的甚至微小到幾乎可以忽略不計的地步,自然的也就不存在光的能量在理論上轉化為相對應的質量的無限大。所以達到光速並不意味著質量的無限大。

  • 8 # 逆風起筆

    風有質量嗎?

    聲音有質量嗎?

    沒有質量的話~你是如何感知它的~

    有質量的是空氣~

    光也是如此~

  • 9 # 星宇飄零2099

    按照狹義相對論,是具有靜止質量的物體運動時產生的相對論質量變大,一般稱為相對論質量膨脹效應。

    公式中的m代表運動質量,m0代表靜止質量,如果靜止質量為0或者運動速度為光速,方程是解不出來的。因此質量膨脹效應並不適用於光子或光速。

    光子不具有靜止質量,但卻具有運動質量,這是基於光子所攜帶的能量透過質能公式換算得到的。光子所攜帶的能量不是一個明確的值,它是根據光子頻率變化的,也就是說,光子的動質量與其頻率有關。

    得到光子的能量值後,把能量值代入質能公式就可得到其質量值了,由於光子是不會靜止的,因此得到的是動質量的值。

    顯然光子的動質量值是有限的,因為光的頻率是有限的,因為光的頻率與波長成反比例關係,頻率越高,波長越短,而根據量子力學,長度的下限就是普朗克長度,因此光子的波長不可能低於普朗克長度。實際上光子的頻率還有一個限制,就是光子能量換算得到的動質量的史瓦西半徑必須小於普朗克長度,否則光子就直接變成一個黑洞,看不見了●_●

  • 10 # 宇宙探索

    首先要明白光是怎麼產生的,本質上將光是由物質轉化而來的,而物質(質量)與能量又屬於同一範疇。比如說太陽透過核聚變產生光,這個過程中質量減少,減少的部分就轉化成了光!

    所以說光並不是一個透過質量存在的概念,光沒有靜質量,光“一生下來”就是光速,任何以質量的形式存在的光是不存在的!也就是說你不可能讓光停下來,它必須以光速前進!

    愛因斯坦狹義相對論中的“質增效應方程”並不它是適用於光,因為光沒有靜止質量!

    從經常一個角度反過來分析,光是透過物質減少轉化而來的,由於物質存在著一個質量上限,不可能達到無限大,而質量又與能量(轉化成的光)有一定關係,所以光的質量不可能達到無限大,如果是無限大,意味著轉化成光的物質質量也是無限大,這是不可能的!

    還有一點,從更科學的角度分析,光速並不是“光子的速度”,它是電磁波的傳遞速度,資訊的傳遞速度或者因果關係的傳遞速度,光速是一些宇宙常數!

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